DE112018003779B4

DE112018003779B4 - SPIRAL TYPE FLOW MACHINE

Info

Publication number: DE112018003779B4
Application number: DE112018003779.7T
Authority: DE
Inventors: Taizo Sato; Tetsuya Imai
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2038-06-19
Also published as: WO2019021712A1; DE112018003779T5; JP2019023439A

Abstract

Strömungsmaschine [1] des Spiraltyps, umfassend einen Spiralmechanismus [4] mit einer stationären Spirale [21] und einer beweglichen Spirale [22], deren jeweilige spiralförmige Windungen auf einer jeweiligen Oberfläche einer jeweiligen Endplatte einander gegenüberliegen, eine Zentralplatte [7], die die bewegliche Spirale [22] aufnimmt, eine Antriebswelle [14], die die bewegliche Spirale [22] antreibt, ein Hauptwellenlager [18], das die Antriebswelle [14] im Inneren der Zentralplatte [7] drehbar lagert, und ein Nebenwellenlager [16] umfasst, das vom Hauptwellenlager [18] aus betrachtet auf der dem Spiralmechanismus [4] gegenüberliegenden Seite die Antriebswelle [14] drehbar lagert, wobei die bewegliche Spirale [22] in Bezug auf die stationäre Spirale [21] umlaufen gelassen wird,gekennzeichnet durch eine Gegendruckkammer [39], die zwischen einer Rückseitenfläche der Endplatte der beweglichen Spirale [22] und der Zentralplatte [7] gebildet ist,wobei das Hauptwellenlager [18] als Gleitlager ausgebildet ist,wobei die Gegendruckkammer [39] in eine erste Gegendruckkammer, die vom Hauptwellenlager [18] aus betrachtet auf der der beweglichen Spirale [22] gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und eine zweite Gegendruckkammer unterteilt ist, die vom Hauptwellenlager [18] aus betrachtet auf der Seite der beweglichen Spirale [22] angeordnet ist, die erste Gegendruckkammer und die zweite Gegendruckkammer mit einem Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager [18] und der Antriebswelle [14] in Verbindung stehen und eine Auslassseite des Spiralmechanismus [4] mit der ersten Gegendruckkammer in Verbindung steht.Spiral type fluid machine [1], comprising a scroll mechanism [4] having a stationary scroll [21] and a movable scroll [22] whose respective spiral turns are opposed to each other on a respective surface of a respective end plate, a central plate [7] which movable spiral [22], a drive shaft [14] which drives the movable spiral [22], a main shaft bearing [18] which rotatably supports the drive shaft [14] inside the central plate [7], and a secondary shaft bearing [16] which, viewed from the main shaft bearing [18], rotatably supports the drive shaft [14] on the side opposite the spiral mechanism [4], the movable spiral [22] being allowed to rotate with respect to the stationary spiral [21], characterized by a Counter-pressure chamber [39] formed between a back surface of the end plate of the movable scroll [22] and the central plate [7], the main shaft bearing [18] being formed as a plain bearing, the counter-pressure chamber [39] being divided into a first counter-pressure chamber formed by the Main shaft bearing [18] is arranged on the side opposite the movable scroll [22], and a second counter-pressure chamber is divided, which is arranged on the side of the movable scroll [22] as viewed from the main shaft bearing [18], the first counter-pressure chamber and the second counter-pressure chamber is connected to a radial distance between the main shaft bearing [18] and the drive shaft [14] and an outlet side of the spiral mechanism [4] is connected to the first counter-pressure chamber.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine des Spiraltyps, die eine bewegliche Spirale in Bezug auf eine stationäre Spirale umlaufen lässt.The present invention relates to a scroll type fluid machine which rotates a movable scroll with respect to a stationary scroll.

Üblicherweise sind verschiedene Strömungsmaschinen des Spiraltyps wie etwa Scrollkompressoren derart ausgestaltet, dass sie einen Spiralmechanismus (Verdichtungsmechanismus) mit einer stationären Spirale mit spiralförmigen Windungen an der Oberfläche einer Endplatte und einer beweglichen Spirale mit spiralförmigen Windungen an der Oberfläche einer Endplatte umfassen und durch Gegenüberlage der Spiralwindungen eine Druckkammer zwischen den Windungen gebildet wird, und indem die bewegliche Spirale durch eine Antriebswelle eines Motors in Bezug auf die stationäre Spirale umlaufen gelassen wird, ein Arbeitsfluid (Kältemittel) in der Druckkammer verdichtet wird.Usually, various scroll type fluid machines such as scroll compressors are designed to include a scroll mechanism (compression mechanism) having a stationary scroll with spiral turns on the surface of an end plate and a movable scroll with spiral turns on the surface of an end plate, and by opposing the spiral turns one Pressure chamber is formed between the turns, and by rotating the movable scroll with respect to the stationary scroll by a drive shaft of a motor, a working fluid (refrigerant) is compressed in the pressure chamber.

Dabei ist an der Rückseitenfläche der Endplatte der beweglichen Spirale eine Gegendruckkammer gebildet, um die bewegliche Spirale entgegen der Kompressionsgegenkraft aus der Druckkammer zur stationären Spirale zu drücken. Die Gegendruckkammer ist derart ausgestaltet, dass sie zusammen mit durch einen förderseitig vorgesehenen Ölabscheider abgeschiedenem Öl mit Förderdruck beaufschlagt wird. Die Antriebswelle wird von einem Hauptwellenlager auf der Seite der beweglichen Spirale und einem vom Hauptwellenlager betrachtet gegenüber der beweglichen Spirale lagernden Nebenwellenlager drehbar gelagert (siehe beispielsweise Patentdokument 1).A counter-pressure chamber is formed on the back surface of the end plate of the movable scroll in order to press the movable scroll against the compression counterforce from the pressure chamber to the stationary scroll. The counter-pressure chamber is designed in such a way that it is subjected to delivery pressure together with oil separated by an oil separator provided on the delivery side. The drive shaft is rotatably supported by a main shaft bearing on the movable scroll side and a subshaft bearing opposite to the movable scroll as viewed from the main shaft bearing (see, for example, Patent Document 1).

Patentdokument 1: Japanische Patentauslegeschrift Nr. JP 5 716 686 B2 Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open Publication No. JP 5 716 686 B2

Des Weiteren formt die DE 112014005641 T5 , DE 69002885 T2 , EP 2594797 B1 , US 2015/0159652A1 , JP 2017-115262A und JP 2007-285143A weiteren Stand der Technik. Die DE 112014005641 T5 bezieht sich auf eine Spiralverdrängungsanlage für Fluide. Furthermore, it forms DE 112014005641 T5 , DE 69002885 T2 , EP 2594797 B1 , US 2015/0159652A1 , JP 2017-115262A and JP 2007-285143A further state of the art. The DE 112014005641 T5 refers to a spiral displacement system for fluids.

Wenn dabei das Hauptwellenlager als Gleitlager ausgestaltet ist, können im Vergleich zu einem Wälzlager eine wesentliche Strukturvereinfachung und Kompaktheit sowie Geräuschreduzierung erreicht werden, doch da es nicht möglich ist, die Bewegung in Axialrichtung der Antriebswelle einzuschränken, wirkt während des Betriebs der Druck der Gegendruckkammer als Axiallast auf das Nebenwellenlager. Daher wirken eine Radiallast und eine Axiallast auf das Nebenwellenlager ein, wodurch sich das Problem einer verringerten Lebensdauer ergibt. Die Ausgestaltung, die Gegendruckkammer lediglich mit Förderdruck zu beaufschlagen, bringt zudem den Nachteil mit sich, dass sich die Ölzufuhr des Hauptwellenlagers, welches ein Gleitlager ist, nicht steuern lässt.If the main shaft bearing is designed as a plain bearing, a significant structural simplification and compactness as well as noise reduction can be achieved compared to a rolling bearing, but since it is not possible to restrict the movement in the axial direction of the drive shaft, the pressure of the counter-pressure chamber acts as an axial load during operation on the secondary shaft bearing. Therefore, a radial load and an axial load act on the countershaft bearing, resulting in a problem of reduced service life. The design of only applying delivery pressure to the counter-pressure chamber also has the disadvantage that the oil supply to the main shaft bearing, which is a plain bearing, cannot be controlled.

Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen dieser Probleme des Stands der Technik getätigt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsmaschine des Spiraltyps bereitzustellen, mit der auch für den Fall, dass als Hauptwellenlager ein Gleitlager benutzt wird, eine problemlose Ölzufuhr durchgeführt und die auf das Nebenwellenlager einwirkende Axiallast reduziert werden kann.The present invention was made to solve these problems of the prior art, and its object is to provide a turbomachine of the spiral type, with which a problem-free oil supply is carried out even in the event that a plain bearing is used as the main shaft bearing and which is based on the Axial load acting on the secondary shaft bearing can be reduced.

Um die genannte Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Strömungsmaschine des Spiraltyps der vorliegenden Erfindung einen Spiralmechanismus mit einer stationären Spirale und einer beweglichen Spirale, deren jeweilige spiralförmige Windungen auf einer jeweiligen Oberfläche einer jeweiligen Endplatte einander gegenüberliegen, eine Zentralplatte, die die bewegliche Spirale aufnimmt, eine Antriebswelle, die die bewegliche Spirale antreibt, ein Hauptwellenlager, das die Antriebswelle im Inneren der Zentralplatte drehbar lagert, und ein Nebenwellenlager, das vom Hauptwellenlager aus betrachtet auf der dem Spiralmechanismus gegenüberliegenden Seite die Antriebswelle drehbar lagert, wobei die bewegliche Spirale in Bezug auf die stationäre Spirale umlaufen gelassen wird, und ist gekennzeichnet durch eine Gegendruckkammer, die zwischen einer Rückseitenfläche der Endplatte der beweglichen Spirale und der Zentralplatte gebildet ist, wobei das Hauptwellenlager als Gleitlager ausgebildet ist, die Gegendruckkammer in eine erste Gegendruckkammer, die vom Hauptwellenlager aus betrachtet auf der der beweglichen Spirale gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und eine zweite Gegendruckkammer unterteilt ist, die vom Hauptwellenlager aus betrachtet auf der Seite der beweglichen Spirale angeordnet ist, die erste Gegendruckkammer und die zweite Gegendruckkammer mit einem Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager und der Antriebswelle in Verbindung stehen und eine Auslassseite des Spiralmechanismus mit der ersten Gegendruckkammer in Verbindung steht.In order to achieve the above object, a scroll type fluid machine of the present invention includes a scroll mechanism having a stationary scroll and a movable scroll whose respective spiral turns are opposed to each other on a respective surface of a respective end plate, a central plate accommodating the movable scroll, and a Drive shaft that drives the movable scroll, a main shaft bearing that rotatably supports the drive shaft inside the central plate, and a secondary shaft bearing that rotatably supports the drive shaft on the side opposite the scroll mechanism when viewed from the main shaft bearing, the movable scroll with respect to the stationary one Spiral is allowed to rotate, and is characterized by a back pressure chamber formed between a back surface of the end plate of the movable scroll and the central plate, the main shaft bearing being formed as a plain bearing, the back pressure chamber into a first back pressure chamber viewed from the main shaft bearing on the movable scroll, and a second back pressure chamber is divided, which is arranged on the side of the movable scroll as viewed from the main shaft bearing, the first back pressure chamber and the second back pressure chamber communicate with a radial distance between the main shaft bearing and the drive shaft, and an outlet side of the spiral mechanism is connected to the first counter-pressure chamber.

Eine Strömungsmaschine des Spiraltyps einer Erfindung gemäß Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der obenstehenden Erfindung ein auf der Auslassseite des Spiralmechanismus vorgesehener Ölabscheider und ein Gegendruckkanal vorgesehen sind, der den Ölabscheider und die Gegendruckkammer miteinander verbindet, wobei der Gegendruckkanal mit der ersten Gegendruckkammer in Verbindung steht.A scroll type fluid machine of an invention according to claim 2 is characterized in that in the above invention, an oil separator provided on the outlet side of the scroll mechanism and a back pressure channel connecting the oil separator and the back pressure chamber are provided, the back pressure channel communicating with the first back pressure chamber stands.

Eine Strömungsmaschine des Spiraltyps einer Erfindung gemäß Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den obenstehenden Erfindungen das Nebenwellenlager als Wälzlager ausgebildet ist und ein elastisches Element vorgesehen ist, das die Antriebswelle in Richtung des Nebenwellenlagers vorspannt.A scroll type turbomachine of an invention according to claim 3 is characterized in that in the above inventors The secondary shaft bearing is designed as a roller bearing and an elastic element is provided which biases the drive shaft in the direction of the secondary shaft bearing.

Eine Strömungsmaschine des Spiraltyps einer Erfindung gemäß Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den obenstehenden Erfindungen die Antriebswelle einen Stufenabschnitt umfasst, der an einer hauptwellenlagerseitigen Fläche eines Innenrings des Nebenwellenlagers anliegt.A scroll type turbomachine of an invention according to claim 4 is characterized in that, in the above inventions, the drive shaft includes a step portion which abuts on a main shaft bearing side surface of an inner ring of the subshaft bearing.

Eine Strömungsmaschine des Spiraltyps einer Erfindung gemäß Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den Erfindungen gemäß Anspruch 3 oder 4 das elastische Element aus einer Wellenscheibe ausgebildet ist, die zwischen einem Element, das das Hauptwellenlager hält, und der Antriebswelle angeordnet ist.A scroll type turbomachine of an invention according to claim 5 is characterized in that in the inventions according to claim 3 or 4, the elastic member is formed of a wave washer disposed between a member holding the main shaft bearing and the drive shaft.

Eine Strömungsmaschine des Spiraltyps einer Erfindung gemäß Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den Erfindungen gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5 eine Wellenlagerhalterung, die an der Zentralplatte fixiert ist und das Innere der Zentralplatte in die erste Gegendruckkammer und die zweite Gegendruckkammer unterteilt und das Element ausbildet, das das Hauptwellenlager hält, und ein Vorsprungabschnitt vorgesehen sind, der an der Antriebswelle vorgesehen ist und in Radialrichtung vorspringt, wobei das elastische Element zwischen der Wellenlagerhalterung und dem Vorsprungabschnitt angeordnet ist.A scroll type fluid machine of an invention according to claim 6 is characterized in that in the inventions according to any one of claims 3 to 5, a shaft bearing bracket fixed to the central plate and dividing the interior of the central plate into the first back pressure chamber and the second back pressure chamber and the element which holds the main shaft bearing, and a projection portion provided on the drive shaft and projecting in the radial direction, the elastic member being disposed between the shaft bearing holder and the projection portion.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Strömungsmaschine des Spiraltyps der vorliegenden Erfindung, die einen Spiralmechanismus mit einer stationären Spirale und einer beweglichen Spirale, deren jeweilige spiralförmige Windungen auf einer jeweiligen Oberfläche einer jeweiligen Endplatte einander gegenüberliegen, eine Zentralplatte, die die bewegliche Spirale aufnimmt, eine Antriebswelle, die die bewegliche Spirale antreibt, ein Hauptwellenlager, das die Antriebswelle im Inneren der Zentralplatte drehbar lagert, und ein Nebenwellenlager umfasst, das vom Hauptwellenlager aus betrachtet auf der dem Spiralmechanismus gegenüberliegenden Seite die Antriebswelle drehbar lagert, wobei die bewegliche Spirale in Bezug auf die stationäre Spirale umlaufen gelassen wird, eine Gegendruckkammer, die zwischen einer Rückseitenfläche der Endplatte der beweglichen Spirale und der Zentralplatte gebildet ist, wobei das Hauptwellenlager als Gleitlager ausgebildet ist, die Gegendruckkammer in eine erste Gegendruckkammer, die vom Hauptwellenlager aus betrachtet auf der der beweglichen Spirale gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und eine zweite Gegendruckkammer unterteilt ist, die vom Hauptwellenlager aus betrachtet auf der Seite der beweglichen Spirale angeordnet ist, die erste Gegendruckkammer und die zweite Gegendruckkammer an einem Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager und der Antriebswelle in Verbindung stehen, und eine Auslassseite des Spiralmechanismus mit der ersten Gegendruckkammer in Verbindung steht, weshalb der Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager und der Antriebswelle schmal ist und eine Düsenwirkung aufweist, sodass der Druck der zweiten Gegendruckkammer niedriger als der Druck der ersten Gegendruckkammer ist und zwischen der ersten Gegendruckkammer und der zweiten Gegendruckkammer eine Druckdifferenz entsteht.According to the present invention, a scroll type fluid machine of the present invention, which includes a scroll mechanism having a stationary scroll and a movable scroll whose respective spiral turns are opposed to each other on a respective surface of a respective end plate, a center plate accommodating the movable scroll, a drive shaft , which drives the movable scroll, a main shaft bearing which rotatably supports the drive shaft inside the central plate, and a secondary shaft bearing which, viewed from the main shaft bearing, rotatably supports the drive shaft on the side opposite the scroll mechanism, the movable scroll being rotatable with respect to the stationary one Spiral is allowed to rotate, a counter-pressure chamber formed between a rear surface of the end plate of the movable scroll and the central plate, the main shaft bearing being formed as a sliding bearing, the counter-pressure chamber into a first counter-pressure chamber viewed from the main shaft bearing on the side opposite to the movable scroll is arranged, and a second back pressure chamber is divided, which is arranged on the movable scroll side as viewed from the main shaft bearing, the first back pressure chamber and the second back pressure chamber are communicated at a radial distance between the main shaft bearing and the drive shaft, and an outlet side of the scroll mechanism the first counter-pressure chamber is connected, which is why the radial distance between the main shaft bearing and the drive shaft is narrow and has a nozzle effect, so that the pressure of the second counter-pressure chamber is lower than the pressure of the first counter-pressure chamber and a pressure difference arises between the first counter-pressure chamber and the second counter-pressure chamber.

Da während des Betriebs des Spiralmechanismus der Druck auf der Seite der ersten Gegendruckkammer, der weiter als derjenige der zweiten Gegendruckkammer ansteigt, als zur beweglichen Spirale hin treibende Axiallast auf die Antriebswelle wirkt, wird die auf das Nebenwellenlager wirkende Axiallast reduziert, wodurch die Lebensdauer des Nebenwellenlagers verlängert werden kann. Weitere Merkmale sind durch den unabhängigen Patentanspruch 1 definiert.During the operation of the scroll mechanism, since the pressure on the side of the first back pressure chamber, which increases further than that of the second back pressure chamber, acts as an axial load on the drive shaft driving toward the movable scroll, the axial load acting on the subshaft bearing is reduced, thereby extending the service life of the subshaft bearing can be extended. Further features are defined by independent claim 1.

Wenn wie bei der Erfindung von Anspruch 2 auf der Auslassseite des Spiralmechanismus ein Ölabscheider vorgesehen ist und der Ölabscheider und die Gegendruckkammer durch einen Gegendruckkanal in Verbindung stehen und der Gegendruckkanal mit der ersten Gegendruckkammer in Verbindung steht, strömt durch die Druckdifferenz zwischen der ersten Gegendruckkammer und der zweiten Gegendruckkammer aus dem Gegendruckkanal in die erste Gegendruckkammer geströmtes Öl zwischen das Hauptwellenlager und die Antriebswelle, weshalb eine Zwangsschmierung dieser Gleitabschnitte möglich ist.As in the invention of claim 2, when an oil separator is provided on the outlet side of the scroll mechanism and the oil separator and the back pressure chamber are communicated through a back pressure channel and the back pressure channel is connected to the first back pressure chamber, flows through the pressure difference between the first back pressure chamber and the In the second counter-pressure chamber, oil flows from the counter-pressure channel into the first counter-pressure chamber between the main shaft bearing and the drive shaft, which is why forced lubrication of these sliding sections is possible.

Wenn wie bei der Erfindung von Anspruch 3 das Nebenwellenlager als Wälzlager ausgebildet ist und ein elastisches Element vorgesehen ist, das die Antriebswelle in Richtung des Nebenwellenlagers vorspannt, ist es möglich, die Antriebswelle in Richtung des Nebenwellenlagers vorzuspannen und eine Bewegung der Antriebswelle in Axialrichtung einzuschränken. Auch wenn das Hauptwellenlager als Gleitlager ausgebildet ist, kann daher von vorneherein vermieden werden, dass sich die Antriebswelle beim Starten oder Anhalten in ihrer Axialrichtung bewegt und mit Bauteilen in Kontakt gelangt oder sie beschädigt.If, as in the invention of claim 3, the secondary shaft bearing is designed as a rolling bearing and an elastic element is provided which biases the drive shaft in the direction of the secondary shaft bearing, it is possible to bias the drive shaft in the direction of the secondary shaft bearing and to restrict movement of the drive shaft in the axial direction. Even if the main shaft bearing is designed as a plain bearing, it can therefore be prevented from the outset that the drive shaft moves in its axial direction when starting or stopping and comes into contact with components or damages them.

Wenn wie bei der Erfindung von Anspruch 4 an der Antriebswelle ein Stufenabschnitt vorgesehen ist, der an einer hauptwellenlagerseitigen Fläche eines Innenrings des Nebenwellenlagers anliegt, wird der Stufenabschnitt der Antriebswelle durch das elastische Element an den Innenring des Nebenwellenlagers angedrückt, weshalb eine Bewegung der Antriebswelle in Axialrichtung noch wirksamer eingeschränkt werden kann.If, as in the invention of claim 4, a step section is provided on the drive shaft, which rests on a main shaft bearing-side surface of an inner ring of the secondary shaft bearing, the step section of the drive shaft is pressed against the inner ring of the secondary shaft bearing by the elastic element, which is why a movement of the drive shaft can be restricted even more effectively in the axial direction.

Wenn dabei wie bei der Erfindung von Anspruch 5 das elastische Element aus einer Wellenscheibe ausgebildet ist, die zwischen einem Element, das das Hauptwellenlager hält, und der Antriebswelle angeordnet ist, können eine Vereinfachung der Struktur und Kompaktheit erzielt werden.Here, as in the invention of claim 5, if the elastic member is formed of a wave washer disposed between a member holding the main shaft bearing and the drive shaft, simplification of structure and compactness can be achieved.

Wenn wie bei der Erfindung von Anspruch 6 eine Wellenlagerhalterung, die das Innere der Zentralplatte in die erste Gegendruckkammer und die zweite Gegendruckkammer unterteilt und das Element ausbildet, das das Hauptwellenlager hält, an der Zentralplatte fixiert ist, an der Antriebswelle ein in Radialrichtung vorspringender Vorsprungabschnitt vorgesehen ist und das elastische Element zwischen der Wellenlagerhalterung und dem Vorsprungabschnitt angeordnet ist, kann das elastische Element unter Ausnutzung der die Gegendruckkammer in die erste Gegendruckkammer und die zweite Gegendruckkammer unterteilenden Wellenlagerhalterung angeordnet sein, sodass die Antriebswelle wirksam in Richtung des Nebenwellenlagers vorgespannt wird und zugleich eine Vereinfachung der Struktur und Kompaktheit erzielt werden können.As in the invention of claim 6, when a shaft bearing bracket that divides the interior of the center plate into the first back pressure chamber and the second back pressure chamber and forms the member that holds the main shaft bearing is fixed to the center plate, a radially projecting projection portion is provided on the drive shaft and the elastic element is arranged between the shaft bearing holder and the projection section, the elastic element can be arranged using the shaft bearing holder dividing the counter-pressure chamber into the first counter-pressure chamber and the second counter-pressure chamber, so that the drive shaft is effectively biased towards the secondary shaft bearing and at the same time simplification the structure and compactness can be achieved.

Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer Strömungsmaschine des Spiraltyps einer ersten Ausführungsform unter Anwendung der vorliegenden Erfindung; und
2 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptwellenlagerteils der Strömungsmaschine des Spiraltyps aus 1.

Show it:

1 is a sectional view of a scroll type fluid machine of a first embodiment using the present invention; and
2 an enlarged view of a main shaft bearing part of the spiral type turbomachine 1 .

Nachstehend wird auf Grundlage der beiliegenden Figuren eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Strömungsmaschine 1 des Spiraltyps einer ersten Ausführungsform unter Anwendung der vorliegenden Erfindung, und 2 eine vergrößerte Ansicht des Hauptwellenlagerteils 18 der Strömungsmaschine 1 des Spiraltyps. Die Strömungsmaschine 1 des Spiraltyps eines Ausführungsbeispiels wird beispielsweise in einem Kältemittelkanal einer Fahrzeugklimaanlage benutzt und ist ein Scrollkompressor, der als Arbeitsfluid der Fahrzeugklimaanlage Kältemittel ansaugt und es verdichtet und ausgibt, und ist eine so genannte Strömungsmaschine des Spiraltyps mit einstückig gebildetem Wechselrichter, die einen Elektromotor 2, einen Wechselrichter 3 zum Antreiben des Elektromotors 2 und einen durch den Elektromotor 2 angetriebenen Spiralmechanismus 4 beinhaltet.An embodiment of the present invention will be described in detail below based on the accompanying figures. 1 shows a sectional view of a scroll type turbomachine 1 of a first embodiment using the present invention, and 2 an enlarged view of the main shaft bearing part 18 of the scroll type turbomachine 1. The scroll type fluid machine 1 of an embodiment is used, for example, in a refrigerant passage of a vehicle air conditioner, and is a scroll compressor that sucks in and compresses and outputs refrigerant as a working fluid of the vehicle air conditioner, and is a so-called integrally formed inverter scroll type fluid machine that includes an electric motor 2 , an inverter 3 for driving the electric motor 2 and a spiral mechanism 4 driven by the electric motor 2.

Die Strömungsmaschine 1 des Spiraltyps des Ausführungsbeispiels beinhaltet ein vorderes Gehäuse 6, das den Elektromotor 2, den Spiralmechanismus 4 und den Wechselrichter 3 in seinem Inneren aufnimmt, eine Wechselrichterabdeckung 8 und ein hinteres Gehäuse 9. Das vordere Gehäuse 6 und die Wechselrichterabdeckung 8 sowie das hintere Gehäuse 9 sind jeweils aus Metall (im Ausführungsbeispiel aus Aluminium) hergestellt, und indem sie einstückig verbunden sind, wird eine Einhausung 11 der Strömungsmaschine 1 des Spiraltyps ausgebildet.The scroll type fluid machine 1 of the embodiment includes a front casing 6 accommodating the electric motor 2, the scroll mechanism 4 and the inverter 3 inside, an inverter cover 8 and a rear casing 9. The front casing 6 and the inverter cover 8 as well as the rear one Housings 9 are each made of metal (aluminum in the exemplary embodiment), and by being integrally connected, a casing 11 of the scroll type turbomachine 1 is formed.

Das vordere Gehäuse 6 ist durch einen Umfangswandabschnitt 6A und einen Trennwandabschnitt 6B ausgebildet. Der Trennwandabschnitt 6B ist eine Trennwand, die das Innere des vorderen Gehäuses 6 in einen Hauptaufnahmeabschnitt 12, der den Elektromotor 2 und den Spiralmechanismus 4 aufnimmt, und einen Wechselrichteraufnahmeabschnitt 13 unterteilt, der den Wechselrichter 3 aufnimmt. Eine Endfläche des Wechselrichteraufnahmeabschnitts 13 ist geöffnet, und wenn der Wechselrichter 3 durch diese Öffnung aufgenommen wurde, wird diese durch die Wechselrichterabdeckung 8 verschlossen. Die andere Endfläche des Hauptaufnahmeabschnitts 12 ist ebenfalls geöffnet, und wenn der Elektromotor 2 und der Spiralmechanismus 4 durch diese Öffnung aufgenommen wurden, wird diese durch das hintere Gehäuse 9 verschlossen.The front case 6 is formed by a peripheral wall portion 6A and a partition wall portion 6B. The partition portion 6B is a partition that divides the interior of the front case 6 into a main accommodating portion 12 that accommodates the electric motor 2 and the scroll mechanism 4 and an inverter accommodating portion 13 that accommodates the inverter 3. An end face of the inverter accommodating portion 13 is opened, and when the inverter 3 is received through this opening, it is closed by the inverter cover 8. The other end surface of the main accommodating portion 12 is also opened, and when the electric motor 2 and the scroll mechanism 4 have been accommodated through this opening, it is closed by the rear case 9.

Am Trennwandabschnitt 6B ist ein Nebenwellenlager 16 angebracht, um einen (vorderseitigen) Endabschnitt einer Antriebswelle 14 des Elektromotors 2 drehbar zu lagern. Das Nebenwellenlager 16 ist als ein Wälzlager (Rillenkugellager) mit einem Innenring 16A, einem Außenring 16B und Kugeln 16C ausgebildet, wobei der Außenring 16B am Trennwandabschnitt 6B des vorderen Gehäuses 6 fixiert ist und ein Ende der Antriebswelle 14 in den Innenring 16A gesteckt ist. In diesem Fall ist an dem einen Endabschnitt der Antriebswelle 14 ein Stufenabschnitt 14A gebildet, und der Stufenabschnitt 14A liegt in einem Zustand, in dem die Antriebswelle 14 in den Innenring 16A des Nebenwellenlagers 16 gesteckt ist, an einer Fläche des Innenrings 16A des Nebenwellenlagers 16 auf der Seite des Elektromotors 2 (der Seite eines nachstehend beschriebenen Hauptwellenlagers 18) an.A subshaft bearing 16 is attached to the partition wall portion 6B to rotatably support a (front) end portion of a drive shaft 14 of the electric motor 2. The secondary shaft bearing 16 is designed as a rolling bearing (deep groove ball bearing) with an inner ring 16A, an outer ring 16B and balls 16C, the outer ring 16B being fixed to the partition wall section 6B of the front housing 6 and one end of the drive shaft 14 being inserted into the inner ring 16A. In this case, a step portion 14A is formed at one end portion of the drive shaft 14, and the step portion 14A rests on a surface of the inner ring 16A of the subshaft bearing 16 in a state in which the drive shaft 14 is inserted into the inner ring 16A of the subshaft bearing 16 the side of the electric motor 2 (the side of a main shaft bearing 18 described later).

Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Zentralplatte, die den Spiralmechanismus 4 ausbildet und teilweise auf der Innenseite des Umfangswandabschnitts 6A des vorderen Gehäuses 6 fixiert ist. Eine dem Elektromotor 2 gegenüberliegende Seite der Zentralplatte 7 (andere Endseite) ist geöffnet, und wenn eine nachstehend beschriebene bewegliche Spirale 22 durch diese Öffnung aufgenommen wurde, wird auch diese durch Fixieren einer nachstehend beschriebenen stationären Spirale 21 an der Zentralplatte 7 verschlossen. Die Zentralplatte 7 ist aus einem rohrförmigen Umfangswandabschnitt 7A und einem Rahmenabschnitt 7B an dessen einer Endseite ausgebildet, und in einem durch den Umfangswandabschnitt 7A und den Rahmenabschnitt 7B abgeteilten Raum ist die bewegliche Spirale 22 des Spiralmechanismus 4 aufgenommen.Reference numeral 7 denotes a center plate constituting the scroll mechanism 4 and partially fixed to the inside of the peripheral wall portion 6A of the front case 6. A side of the central plate 7 (other end side) opposite the electric motor 2 is opened, and when a movable scroll 22 described below has been received through this opening, it is also closed by fixing a stationary scroll 21 described below to the central plate 7. The central plate 7 is of a tubular peripheral wall portion 7A and a frame portion 7B at one end side thereof, and in a space divided by the peripheral wall portion 7A and the frame portion 7B, the movable scroll 22 of the scroll mechanism 4 is accommodated.

Der Rahmenabschnitt 7B bildet eine Trennwand zum Unterteilen des Inneren des vorderen Gehäuses 6 und des Inneren der Zentralplatte 7. Am Rahmenabschnitt 7B ist ein Durchgangsloch 17 vorgesehen, durch das der andere Endabschnitt der Antriebswelle 14 des Elektromotors 2 geführt ist, und in der Zentralplatte 7 auf der Seite des Durchgangslochs 17 seitens des Spiralmechanismus 4 ist ein Hauptwellenlager 18 vorgesehen, das den anderen Endabschnitt der Antriebswelle 14 auf der Seite des Spiralmechanismus 4 drehbar lagert.The frame portion 7B forms a partition wall for dividing the interior of the front housing 6 and the interior of the center plate 7. A through hole 17 through which the other end portion of the drive shaft 14 of the electric motor 2 passes is provided on the frame portion 7B and in the center plate 7 On the through hole 17 side of the scroll mechanism 4 side, a main shaft bearing 18 is provided which rotatably supports the other end portion of the drive shaft 14 on the scroll mechanism 4 side.

Das Hauptwellenlager 18 ist als Gleitlager ausgebildet. In diesem Fall ist auf der Innenseite des Umfangswandabschnitts 7A der Zentralplatte 7 über den gesamten Umfang der Innenseite eine Wellenlagerhalterung 15 (Element, das das Hauptwellenlager 18 hält) fixiert, und das Hauptwellenlager 18 wird durch Anbringung auf der Seite der Antriebswelle 14 dieser Wellenlagerhalterung 15 gehalten. Durch diese Anordnung ist das Nebenwellenlager 16 vom Hauptwellenlager 18 aus betrachtet auf der dem Spiralmechanismus 4 gegenüberliegenden Seite angeordnet und lagert den einen Endabschnitt der Antriebswelle 14. Bezugszeichen 19 bezeichnet ein Dichtungselement, das am Teil mit dem Durchgangsloch 17 eine Abdichtung zwischen einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle 14 und dem Inneren der Zentralplatte 7 herstellt.The main shaft bearing 18 is designed as a plain bearing. In this case, on the inside of the peripheral wall portion 7A of the center plate 7 over the entire circumference of the inside, a shaft bearing holder 15 (member that holds the main shaft bearing 18) is fixed, and the main shaft bearing 18 is held by attaching to the drive shaft 14 side of this shaft bearing holder 15 . With this arrangement, the secondary shaft bearing 16 is arranged on the side opposite the spiral mechanism 4 when viewed from the main shaft bearing 18 and supports one end portion of the drive shaft 14. Reference numeral 19 denotes a sealing element which, at the part with the through hole 17, provides a seal between an outer peripheral surface of the drive shaft 14 and the interior of the central plate 7.

Der Elektromotor 2 ist aus einem Stator 22, um den eine Spule gewickelt ist und der an der Innenseite des Umfangswandabschnitts 6A des vorderen Gehäuses 6 fixiert ist, und einem sich auf dessen Innenseite drehenden Rotor 23 ausgebildet. Wenn beispielsweise Gleichstrom von einer Fahrzeugbatterie (nicht gezeigt) durch den Wechselrichter 3 in Drehstrom umgewandelt wird und die Spule des Stators 22 des Elektromotors 2 mit Strom versorgt wird, wird der Rotor 23 drehend angetrieben. Die Antriebswelle 14 ist am Rotor 23 fixiert.The electric motor 2 is formed of a stator 22 around which a coil is wound and which is fixed to the inside of the peripheral wall portion 6A of the front case 6, and a rotor 23 rotating on the inside thereof. For example, when direct current from a vehicle battery (not shown) is converted into three-phase current by the inverter 3 and the coil of the stator 22 of the electric motor 2 is energized, the rotor 23 is driven to rotate. The drive shaft 14 is fixed to the rotor 23.

Am vorderen Gehäuse 6 ist eine Ansaugöffnung 21 gebildet, und durch die Ansaugöffnung 21 angesaugtes Kältemittel passiert den Elektromotor 2 im vorderen Gehäuse 6 und tritt durch einen Spalt zwischen der Zentralplatte 7 und dem vorderen Gehäuse 6 und wird dann von einem Ansaugabschnitt 37 auf der Außenseite des Spiralmechanismus 4 angesaugt. Somit wird der Elektromotor 2 durch angesaugtes Kältemittel gekühlt. Durch den Spiralmechanismus 4 verdichtetes Kältemittel wird von einer im hinteren Gehäuse 9 gebildeten Auslassöffnung 20 aus einem nachstehend beschriebenen Auslassraum 27 ausgelassen.A suction port 21 is formed on the front casing 6, and refrigerant sucked through the suction port 21 passes through the electric motor 2 in the front casing 6 and passes through a gap between the center plate 7 and the front casing 6, and is then discharged from a suction portion 37 on the outside of the Spiral mechanism 4 sucked in. The electric motor 2 is thus cooled by sucked-in refrigerant. Refrigerant compressed by the scroll mechanism 4 is discharged from an outlet opening 20 formed in the rear housing 9 from an outlet space 27 described below.

Der Spiralmechanismus 4 ist durch die stationäre Spirale 21 und die bewegliche Spirale 22 ausgebildet. Die stationäre Spirale 21 beinhaltet in einstückiger Weise eine rundscheibenförmige Endplatte 23 und eine von der Oberfläche (einen Fläche) der Endplatte 23 aufragende spiralförmige Windung 24, die durch eine involutenförmige oder annähernd so geformte Kurve gebildet ist, und die Oberfläche der Endplatte 23, an der die Windung 24 aufragt, ist als Seite des Rahmenabschnitts 7B an der Zentralplatte 7 fixiert. In der Mitte der Endplatte 23 der stationären Spirale 21 ist ein Auslassloch 26 gebildet, und das Auslassloch 26 steht mit dem Auslassraum 27 im hinteren Gehäuse 9 in Verbindung. Bezugszeichen 28 bezeichnet ein Auslassventil, das an einer Öffnung auf der Rückseite (anderen Fläche) der Endplatte 23 am Auslassloch 26 vorgesehen ist.The scroll mechanism 4 is formed by the stationary scroll 21 and the movable scroll 22. The stationary spiral 21 integrally includes a round disk-shaped end plate 23 and a spiral turn 24 projecting from the surface (a surface) of the end plate 23, which is formed by an involute-shaped or approximately so-shaped curve, and the surface of the end plate 23 on which the winding 24 protrudes, is fixed to the central plate 7 as the side of the frame section 7B. An outlet hole 26 is formed in the center of the end plate 23 of the stationary scroll 21, and the outlet hole 26 communicates with the outlet space 27 in the rear housing 9. Reference numeral 28 denotes an exhaust valve provided at an opening on the back (other surface) of the end plate 23 at the exhaust hole 26.

Die bewegliche Spirale 22 ist eine Spirale, die in Bezug auf die stationäre Spirale 21 umläuft, und beinhaltet in einstückiger Weise eine rundscheibenförmige Endplatte 31, eine von der Oberfläche (einen Fläche) der Endplatte 31 aufragende spiralförmige Windung 32, die durch eine involutenförmige oder annähernd so geformte Kurve gebildet ist, und einen von der Rückseitenfläche (anderen Fläche) der Endplatte 31 in der Mitte vorspringenden Ansatz 33. Bei der beweglichen Spirale 22 liegt die Windung 32 der Windung 24 der stationären Spirale 21 gegenüber, wobei die Vorsprungrichtung der Windung 32 die Seite mit der stationären Spirale 21 ist, und sie sind ineinander eingreifend angeordnet, und zwischen den Windungen 24, 32 ist eine Druckkammer 34 gebildet.The movable scroll 22 is a scroll that orbits with respect to the stationary scroll 21, and integrally includes a round disk-shaped end plate 31, a spiral turn 32 protruding from the surface (a surface) of the end plate 31, which is formed by an involute-shaped or approximately so shaped curve is formed, and a shoulder 33 projecting in the middle from the back surface (other surface) of the end plate 31. In the movable scroll 22, the turn 32 is opposite the turn 24 of the stationary scroll 21, the projection direction of the turn 32 being the Side with the stationary spiral 21 is, and they are arranged in an interlocking manner, and a pressure chamber 34 is formed between the turns 24, 32.

Das heißt, die Windung 32 der beweglichen Spirale 22 liegt der Windung 24 der stationären Spirale 21 gegenüber, und sie stehen derart miteinander in Eingriff, dass das Vorderende der Windung 32 mit der Oberfläche der Endplatte 23 in Kontakt steht und das Vorderende der Windung 24 mit der Oberfläche der Endplatte 31 in Kontakt steht, und mit dem Ansatz 33 der beweglichen Spirale 22 ist ein Exzenterabschnitt 36 zusammengesteckt, der am anderen Ende der Antriebswelle 14 von der Achsmitte versetzt vorgesehen ist. Die bewegliche Spirale 22 ist derart ausgestaltet, dass sie keine Eigendrehung vollzieht, wenn die Antriebswelle 14 zusammen mit dem Rotor 23 des Elektromotors 2 gedreht wird, und stattdessen eine Umlaufbewegung um die stationäre Spirale 21 vollzieht.That is, the turn 32 of the movable scroll 22 faces the turn 24 of the stationary scroll 21, and they are engaged with each other such that the front end of the turn 32 is in contact with the surface of the end plate 23 and the front end of the turn 24 is in contact with it the surface of the end plate 31 is in contact, and with the shoulder 33 of the movable spiral 22 an eccentric section 36 is plugged together, which is provided at the other end of the drive shaft 14 offset from the center of the axis. The movable spiral 22 is designed in such a way that it does not rotate on its own when the drive shaft 14 is rotated together with the rotor 23 of the electric motor 2, and instead performs an orbital movement around the stationary spiral 21.

Da die bewegliche Spirale 22 in Bezug auf die stationäre Spirale 21 exzentrisch umläuft, bewegt sich die Kontaktposition der Windungen 24, 32 unter Drehung in Exzenterrichtung, und die Druckkammer 34 mit dem vom Ansaugabschnitt 37 angesaugten Kältemittel wird im Zuge der Bewegung nach innen nach und nach kleiner. Dadurch wird das Kältemittel verdichtet und schließlich aus dem mittigen Auslassloch 26 über das Auslassventil 28 an den Auslassraum 27 abgelassen.Since the movable scroll 22 rotates eccentrically with respect to the stationary scroll 21, the contact position of the coils 24, 32 moves with rotation in the eccentric direction, and the pressure chamber 34 with the sucked from the suction portion 37 Refrigerant gradually becomes smaller as it moves inward. As a result, the refrigerant is compressed and finally discharged from the central outlet hole 26 via the outlet valve 28 to the outlet space 27.

In 1 bezeichnet 38 eine ringförmige Druckplatte. Die Druckplatte 38 teilt die zwischen der Rückseitenfläche der Endplatte 31 der beweglichen Spirale 22 und der Zentralplatte 7 gebildete Gegendruckkammer 39 und den Ansaugabschnitt 37 als Saugdruckbereich außerhalb des Spiralmechanismus 4 ab, ist auf der Außenseite des Ansatzes 33 angeordnet und zwischen der Zentralplatte 7 und der beweglichen Spirale 22 vorgesehen. 41 bezeichnet ein Dichtungselement, das an der Rückseitenfläche der Endplatte 31 der bewegliche Spirale 22 angebracht ist und an der Druckplatte 38 anliegt, und die Gegendruckkammer 39 und der Ansaugabschnitt 37 sind durch das Dichtungselement 41 und die Druckplatte 38 abgeteilt.In 1 38 denotes an annular pressure plate. The pressure plate 38 divides the back pressure chamber 39 formed between the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and the central plate 7 and the suction section 37 as a suction pressure area outside the scroll mechanism 4, is arranged on the outside of the boss 33 and between the central plate 7 and the movable one Spiral 22 provided. 41 denotes a seal member attached to the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and abuts the pressure plate 38, and the back pressure chamber 39 and the suction portion 37 are partitioned by the seal member 41 and the pressure plate 38.

42 bezeichnet ein Dichtungselement, das an der Zentralplatte 7 angebracht ist und an einem Außenumfangsabschnitt der Druckplatte 38 anliegt und eine Abdichtung zwischen der Zentralplatte 7 und der Druckplatte 38 bereitstellt, und 45 bezeichnet ein Gegengewicht, das vom Hauptwellenlager 18 aus betrachtet auf der Seite der beweglichen Spirale 22 an der Antriebswelle 14 angebracht ist. 48 bezeichnet einen im Auslassraum 27 des hinteren Gehäuses 9 vorgesehenen Ölabscheider.42 denotes a seal member that is attached to the center plate 7 and abuts an outer peripheral portion of the pressure plate 38 and provides a seal between the center plate 7 and the pressure plate 38, and 45 denotes a counterweight that is on the movable side as viewed from the main shaft bearing 18 Spiral 22 is attached to the drive shaft 14. 48 denotes an oil separator provided in the outlet space 27 of the rear housing 9.

Bezugszeichen 43 bezeichnet einen vom hinteren Gehäuse 9 über die Zentralplatte 7 verlaufenden Gegendruckkanal, und im Inneren des Gegendruckkanals 43 ist eine Düse 44 angebracht. Der Gegendruckkanal 43 ist ein Durchlass, der den Ölabscheider 48 im Auslassraum 27 im Inneren des hinteren Gehäuses 9 (Auslassseite des Spiralmechanismus 4) und die Gegendruckkammer 39 miteinander verbindet, wodurch die Gegendruckkammer 39 zusammen mit am Ölabscheider 48 abgeschiedenem Öl mit durch die Düse 44 herabreguliertem Förderdruck beaufschlagt wird.Reference numeral 43 denotes a counter-pressure channel extending from the rear housing 9 over the central plate 7, and a nozzle 44 is attached inside the counter-pressure channel 43. The back-pressure channel 43 is a passage connecting the oil separator 48 in the outlet space 27 inside the rear housing 9 (outlet side of the scroll mechanism 4) and the back-pressure chamber 39, whereby the back-pressure chamber 39 together with oil separated at the oil separator 48 is downregulated through the nozzle 44 Delivery pressure is applied.

Durch diese Gegenkraft (Gegendruck) in der Gegendruckkammer 39 wird eine die bewegliche Spirale 22 an die stationäre Spirale 21 andrückende Gegendrucklast erzeugt. Die Gegendrucklast drückt die bewegliche Spirale 22 entgegen dem Gegendruck aus der Druckkammer 34 des Verdichtungsmechanismus 4 an die stationäre Spirale 21 an, sodass der Kontakt zwischen den Windungen 24, 32 und den Endplatten 31, 23 aufrechterhalten wird und das Kältemittel in der Druckkammer 34 verdichtet werden kann.This counterforce (counterpressure) in the counterpressure chamber 39 creates a counterpressure load that presses the movable spiral 22 against the stationary spiral 21. The back pressure load presses the movable scroll 22 against the stationary scroll 21 against the back pressure from the pressure chamber 34 of the compression mechanism 4, so that the contact between the coils 24, 32 and the end plates 31, 23 is maintained and the refrigerant in the pressure chamber 34 is compressed can.

In der Zentralplatte 7 ist ein Gegenkraftentlastungskanal 46 gebildet, und an dem Gegenkraftentlastungskanal 46 ist ein Gegenkraftregelungsventil (PCV) 47 vorgesehen. Der Gegenkraftentlastungskanal 46 verbindet eine nachstehend beschriebene zweite Gegendruckkammer 39B der Gegendruckkammer 39 und das Innere des vorderen Gehäuses 6 (Saugdruckbereich) miteinander, und das Gegenkraftregelungsventil 47 öffnet sich, wenn die Gegenkraft (Gegendruck) in der zweiten Gegendruckkammer 39B der Gegendruckkammer 39 einen Maximalwert erreicht, und bewirkt, dass der Gegendruck nicht weiter ansteigt.A counterforce relief channel 46 is formed in the center plate 7, and a counterforce control valve (PCV) 47 is provided on the counterforce relief channel 46. The counterforce relief passage 46 connects a second counterpressure chamber 39B of the counterpressure chamber 39 described below and the inside of the front housing 6 (suction pressure area) to each other, and the counterforce control valve 47 opens when the counterforce (backpressure) in the second counterpressure chamber 39B of the counterpressure chamber 39 reaches a maximum value, and ensures that the back pressure no longer increases.

Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 die detaillierte Struktur des Teils des Hauptwellenlagers 18 in der Zentralplatte 7 beschrieben. An der Antriebswelle 14 ist an dem Teil, der durch das Durchgangsloch 17 in die Zentralplatte 7 ragt, auf der Seite der Wellenlagerhalterung 15 mit dem Dichtungselement 19 (Seite mit dem Nebenwellenlager 16) ein in Radialrichtung vorspringender Vorsprungabschnitt 51 vorgesehen. Der Vorsprungabschnitt 51 ist aus einem runden Plattenelement gebildet, das an der Antriebswelle 14 angebracht ist, und mit einem Abstand zur Wellenlagerhalterung 15 vorgesehen, und in den Abstand zwischen dem Vorsprungabschnitt 51 und der Wellenlagerhalterung 15 ist als elastisches Element eine Wellenscheibe 52 angeordnet.Next will be with reference to 2 the detailed structure of the part of the main shaft bearing 18 in the central plate 7 is described. On the drive shaft 14, a radially projecting projection portion 51 is provided on the part that protrudes through the through hole 17 into the central plate 7 on the shaft bearing holder 15 side with the sealing member 19 (side shaft bearing 16 side). The projection portion 51 is formed of a round plate member attached to the drive shaft 14 and is provided at a distance from the shaft bearing holder 15, and a wave washer 52 is disposed as an elastic member in the distance between the projection portion 51 and the shaft bearing holder 15.

Eine Fläche der Wellenscheibe 52 steht mit dem Vorsprungabschnitt 51 in Kontakt, und die andere Fläche steht mit der Wellenlagerhalterung 15 in Kontakt, und sie ist so vorgespannt, dass der Vorsprungabschnitt 51 stets von der Wellenlagerhalterung 15 beabstandet ist. Auf diese Weise ist die Antriebswelle 14 mittels der Wellenscheibe 52 stets zum Nebenwellenlager 16 hin vorgespannt, und ihr Stufenabschnitt 14A wird an die Fläche des Innenrings 16A des Nebenwellenlagers 16 auf der Seite des Hauptwellenlagers 18 gedrückt.One surface of the shaft washer 52 is in contact with the projection portion 51, and the other surface is in contact with the shaft bearing holder 15, and is biased so that the projection portion 51 is always spaced from the shaft bearing holder 15. In this way, the drive shaft 14 is always biased toward the subshaft bearing 16 by means of the wave washer 52, and its step portion 14A is pressed against the surface of the inner ring 16A of the subshaft bearing 16 on the main shaft bearing 18 side.

Da hier als das Hauptwellenlager 18 ein Gleitlager benutzt wird, kann am Hauptwellenlager 18 eine Bewegung der Antriebswelle 14 in Axialrichtung nicht eingeschränkt werden. Insbesondere beim Starten oder Anhalten besteht die Gefahr, dass es durch externe Erregung zu einem Kontakt mit oder einer Beschädigung von Bauteilen kommt, doch da die Antriebswelle 14 mittels der Wellenscheibe 52 wie oben beschrieben zum Nebenwellenlager 16 vorgespannt ist, wird die Bewegung der Antriebswelle 14 in Axialrichtung eingeschränkt. Auch wenn das Hauptwellenlager als Gleitlager ausgebildet ist, kann daher vermieden werden, dass sich die Antriebswelle 14 in ihrer Axialrichtung bewegt und mit Bauteilen in Kontakt gelangt oder sie beschädigt.Since a plain bearing is used here as the main shaft bearing 18, movement of the drive shaft 14 in the axial direction cannot be restricted on the main shaft bearing 18. Particularly when starting or stopping, there is a risk that external excitation will cause contact with or damage to components, but since the drive shaft 14 is biased towards the secondary shaft bearing 16 by means of the shaft washer 52 as described above, the movement of the drive shaft 14 is reduced Axial direction restricted. Even if the main shaft bearing is designed as a plain bearing, it can therefore be avoided that the drive shaft 14 moves in its axial direction and comes into contact with components or damages them.

Auch steht der Gegendruckkanal 43 vom Hauptwellenlager 18 aus betrachtet auf der der beweglichen Spirale 22 gegenüberliegenden Seite mit der Gegendruckkammer 39 in Verbindung. Dadurch ist das Innere der Gegendruckkammer 39 durch die Wellenlagerhalterung 15 und das Hauptwellenlager 18 in die erste Gegendruckkammer 39A auf der der beweglichen Spirale 22 gegenüberliegenden Seite und die zweite Gegendruckkammer 39B auf der Seite der beweglichen Spirale 22 unterteilt, und die erste Gegendruckkammer 39A und die zweite Gegendruckkammer 39B stehen nur am Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager 18 und der Antriebswelle 14 miteinander in Verbindung.The counter-pressure channel 43 is also on the side opposite the movable spiral 22 when viewed from the main shaft bearing 18 with the counter-pressure chamber 39 in connection. Thereby, the inside of the back pressure chamber 39 is divided by the shaft bearing bracket 15 and the main shaft bearing 18 into the first back pressure chamber 39A on the side opposite to the movable scroll 22 and the second back pressure chamber 39B on the side of the movable scroll 22, and the first back pressure chamber 39A and the second Counter-pressure chamber 39B are only connected to one another at the radial distance between the main shaft bearing 18 and the drive shaft 14.

Der Gegendruckkanal 43 steht mit der ersten Gegendruckkammer 39A in Verbindung. Kältemittelgas bei Förderdruck, der wie erwähnt durch die Düse 44 herabreguliert wurde, wird wie durch die Pfeile in 2 gezeigt aus dem Gegendruckkanal 43 zusammen mit im Ölabscheider 48 abgeschiedenem Öl der ersten Gegendruckkammer 39A zugeführt. Das Kältemittelgas bei Förderdruck und das Öl, die dem Inneren der ersten Gegendruckkammer 39A zugeführt werden, strömen, wie ebenfalls durch die Pfeile gezeigt, durch den Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager 18 und der Antriebswelle 14 in die zweite Gegendruckkammer 39B und drücken die bewegliche Spirale 22 zur stationären Spirale 21 hin, und da der Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager 18 und der Antriebswelle 14 schmal ist und eine Düsenwirkung aufweist, ist der Druck der zweiten Gegendruckkammer 39B niedriger als der Druck der ersten Gegendruckkammer 39A, und es entsteht eine Druckdifferenz zwischen der ersten Gegendruckkammer 39A und der zweiten Gegendruckkammer 39B.The counter-pressure channel 43 communicates with the first counter-pressure chamber 39A. Refrigerant gas at delivery pressure, which has been downregulated by the nozzle 44 as mentioned, is as indicated by the arrows in 2 shown supplied from the counter-pressure channel 43 together with oil separated in the oil separator 48 to the first counter-pressure chamber 39A. The refrigerant gas at delivery pressure and the oil supplied to the inside of the first back pressure chamber 39A flow into the second back pressure chamber 39B through the radial clearance between the main shaft bearing 18 and the drive shaft 14, as also shown by the arrows, and compress the movable scroll 22 stationary scroll 21, and since the radial distance between the main shaft bearing 18 and the drive shaft 14 is narrow and has a nozzle effect, the pressure of the second counter-pressure chamber 39B is lower than the pressure of the first counter-pressure chamber 39A, and a pressure difference arises between the first counter-pressure chamber 39A and the second back pressure chamber 39B.

Da aufgrund dieser Druckdifferenz aus dem Gegendruckkanal 43 in die erste Gegendruckkammer 39A geströmtes Öl zwischen das Hauptwellenlager 18 und die Antriebswelle 14 fließt, erfolgt eine Zwangsschmierung dieser Gleitabschnitte. Da während des Betriebs des Spiralmechanismus 4 der Druck auf der Seite der ersten Gegendruckkammer 39A, der weiter als derjenige der zweiten Gegendruckkammer 39B ansteigt, als zur beweglichen Spirale 22 (zum hinteren Gehäuse 9) hin treibende Axiallast auf die Antriebswelle 14 wirkt, wird die auf das Nebenwellenlager 16 wirkende Axiallast reduziert.Since oil flowing from the counter-pressure channel 43 into the first counter-pressure chamber 39A flows between the main shaft bearing 18 and the drive shaft 14 due to this pressure difference, forced lubrication of these sliding sections takes place. During operation of the scroll mechanism 4, since the pressure on the first back pressure chamber 39A side, which increases further than that of the second back pressure chamber 39B, acts on the drive shaft 14 as an axial load driving toward the movable scroll 22 (rear housing 9), the on the axial load acting on the secondary shaft bearing 16 is reduced.

Da, wie oben ausführlich beschrieben, die zwischen der Rückseitenfläche der Endplatte 31 der beweglichen Spirale 22 und der Zentralplatte 7 gebildete Gegendruckkammer 39 vorgesehen ist, das Hauptwellenlager 18 als Gleitlager ausgebildet ist, die Gegendruckkammer 39 in die erste Gegendruckkammer 39A, die vom Hauptwellenlager 18 aus betrachtet auf der der beweglichen Spirale 22 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und die zweite Gegendruckkammer 39B unterteilt ist, die vom Hauptwellenlager 18 aus betrachtet auf der Seite der beweglichen Spirale 22 angeordnet ist, die erste Gegendruckkammer 39A und die zweite Gegendruckkammer 39B am Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager 18 und der Antriebswelle 14 in Verbindung stehen und die Auslassseite des Spiralmechanismus 4 mit der ersten Gegendruckkammer 39A in Verbindung steht, ist der Radialabstand zwischen dem Hauptwellenlager 18 und der Antriebswelle 14 schmal und weist eine Düsenwirkung auf, weshalb der Druck der zweiten Gegendruckkammer 39B niedriger als der Druck der ersten Gegendruckkammer 39A ist und eine Druckdifferenz zwischen der ersten Gegendruckkammer 39A und der zweiten Gegendruckkammer 39B entsteht.As described in detail above, since the back pressure chamber 39 formed between the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and the central plate 7 is provided, the main shaft bearing 18 is formed as a sliding bearing, the back pressure chamber 39 is inserted into the first back pressure chamber 39A extending from the main shaft bearing 18 is arranged on the side opposite to the movable scroll 22, and the second back pressure chamber 39B is divided, which is arranged on the side of the movable scroll 22 as viewed from the main shaft bearing 18, the first back pressure chamber 39A and the second back pressure chamber 39B at the radial distance between the main shaft bearing 18 and the drive shaft 14 are connected and the outlet side of the scroll mechanism 4 is connected to the first back pressure chamber 39A, the radial distance between the main shaft bearing 18 and the drive shaft 14 is narrow and has a nozzle effect, therefore the pressure of the second back pressure chamber 39B is lower than is the pressure of the first counter-pressure chamber 39A and a pressure difference arises between the first counter-pressure chamber 39A and the second counter-pressure chamber 39B.

Da während des Betriebs des Spiralmechanismus 4 der Druck auf der Seite der ersten Gegendruckkammer 39A, der weiter als derjenige der zweiten Gegendruckkammer 39B ansteigt, als zur beweglichen Spirale 22 hin treibende Axiallast auf die Antriebswelle 14 wirkt, wird die auf das Nebenwellenlager 16 wirkende Axiallast reduziert, wodurch die Lebensdauer des Nebenwellenlagers 16 verlängert werden kann.During operation of the scroll mechanism 4, since the pressure on the side of the first back pressure chamber 39A, which increases further than that of the second back pressure chamber 39B, acts on the drive shaft 14 as an axial load driving toward the movable scroll 22, the axial load acting on the subshaft bearing 16 is reduced , whereby the service life of the secondary shaft bearing 16 can be extended.

Da auf der Förderseite des Spiralmechanismus 4 der Ölabscheider 48 vorgesehen ist und der Ölabscheider 48 und die Gegendruckkammer 39 durch den Gegendruckkanal 43 in Verbindung stehen und der Gegendruckkanal 43 mit der ersten Gegendruckkammer 39A in Verbindung steht, strömt durch die Druckdifferenz zwischen der ersten Gegendruckkammer 39A und der zweiten Gegendruckkammer 39B aus dem Gegendruckkanal 34 in die erste Gegendruckkammer 39A geströmtes Öl zwischen das Hauptwellenlager 18 und die Antriebswelle 14, weshalb eine Zwangsschmierung dieser Gleitabschnitte möglich ist.Since the oil separator 48 is provided on the delivery side of the spiral mechanism 4 and the oil separator 48 and the back-pressure chamber 39 are connected through the back-pressure channel 43 and the back-pressure channel 43 is connected to the first back-pressure chamber 39A, flows through the pressure difference between the first back-pressure chamber 39A and In the second counter-pressure chamber 39B, oil flows from the counter-pressure channel 34 into the first counter-pressure chamber 39A between the main shaft bearing 18 and the drive shaft 14, which is why forced lubrication of these sliding sections is possible.

Im Ausführungsbeispiel ist das Nebenwellenlager 16 als Wälzlager ausgebildet, und es ist die Wellenscheibe 52 vorgesehen, die ein elastisches Element ist, das die Antriebswelle 14 in Richtung des Nebenwellenlagers 16 vorspannt, weshalb es möglich ist, die Antriebswelle 14 mithilfe der Wellenscheibe 52 in Richtung des Nebenwellenlagers 16 vorzuspannen und eine Bewegung der Antriebswelle 14 in Axialrichtung einzuschränken. Auch wenn das Hauptwellenlager 18 als Gleitlager ausgebildet ist, kann daher von vorneherein vermieden werden, dass sich die Antriebswelle 14 beim Starten oder Anhalten in ihrer Axialrichtung bewegt und mit Bauteilen in Kontakt gelangt oder sie beschädigt.In the exemplary embodiment, the secondary shaft bearing 16 is designed as a rolling bearing, and the wave washer 52 is provided, which is an elastic element that biases the drive shaft 14 in the direction of the secondary shaft bearing 16, which is why it is possible to use the wave washer 52 to move the drive shaft 14 in the direction of Preload the secondary shaft bearing 16 and limit movement of the drive shaft 14 in the axial direction. Even if the main shaft bearing 18 is designed as a plain bearing, it can therefore be prevented from the outset that the drive shaft 14 moves in its axial direction when starting or stopping and comes into contact with components or damages them.

Da im Ausführungsbeispiel insbesondere an der Antriebswelle 14 der Stufenabschnitt 14A vorgesehen ist, der an einer auf der Seite des Hauptwellenlagers 18 liegenden Fläche des Innenrings 16A des Nebenwellenlagers 16 anliegt, wird der Stufenabschnitt 14A der Antriebswelle 14 durch die Wellenscheibe 52 an den Innenring 16A des Nebenwellenlagers 16 angedrückt, weshalb eine Bewegung der Antriebswelle 14 in Axialrichtung noch wirksamer eingeschränkt werden kann.Since in the exemplary embodiment, the step section 14A is provided in particular on the drive shaft 14, which rests on a surface of the inner ring 16A of the secondary shaft bearing 16 lying on the side of the main shaft bearing 18, the step section 14A of the drive shaft 14 is formed by the shafts disk 52 is pressed against the inner ring 16A of the secondary shaft bearing 16, which is why movement of the drive shaft 14 in the axial direction can be restricted even more effectively.

Wenn dabei wie im Ausführungsbeispiel das elastische Element als die Wellenscheibe 52 ausgebildet ist, die zwischen der Wellenlagerhalterung 15, die ein Element ist, das das Hauptwellenlager 18 hält, und der Antriebswelle 14 angeordnet ist, können eine Vereinfachung der Struktur und Kompaktheit erzielt werden.Here, as in the embodiment, when the elastic member is formed as the shaft washer 52 disposed between the shaft bearing holder 15, which is a member that holds the main shaft bearing 18, and the drive shaft 14, simplification of structure and compactness can be achieved.

Da wie im Ausführungsbeispiel die Wellenlagerhalterung 15, die das Innere der Zentralplatte 7 in die erste Gegendruckkammer 39A und die zweite Gegendruckkammer 39B unterteilt und das Element ausbildet, das das Hauptwellenlager 18 hält, an der Zentralplatte 7 fixiert ist, an der Antriebswelle 14 der in Radialrichtung vorspringende Vorsprungabschnitt 51 vorgesehen ist und die Wellenscheibe 52 zwischen der Wellenlagerhalterung 15 und dem Vorsprungabschnitt 51 angeordnet ist, kann die Wellenscheibe 52 unter Ausnutzung der die Gegendruckkammer 39 in die erste Gegendruckkammer 39A und die zweite Gegendruckkammer 39B unterteilenden Wellenlagerhalterung 15 angeordnet sein, sodass die Antriebswelle 14 wirksam in Richtung des Nebenwellenlagers 16 vorgespannt wird und zugleich eine Vereinfachung der Struktur und Kompaktheit erzielt werden können.Since, as in the embodiment, the shaft bearing bracket 15, which divides the interior of the center plate 7 into the first back pressure chamber 39A and the second back pressure chamber 39B and forms the member that holds the main shaft bearing 18, is fixed to the center plate 7, to the drive shaft 14 in the radial direction projecting projection portion 51 is provided and the wave washer 52 is arranged between the shaft bearing holder 15 and the projection portion 51, the wave washer 52 can be arranged using the shaft bearing holder 15 dividing the counter-pressure chamber 39 into the first counter-pressure chamber 39A and the second counter-pressure chamber 39B, so that the drive shaft 14 is effectively preloaded in the direction of the secondary shaft bearing 16 and at the same time a simplification of the structure and compactness can be achieved.

Im Ausführungsbeispiel ist das elastische Element, das die Antriebswelle 14 zum Nebenwellenlager 16 hin vorspannt, durch die Wellenscheibe 52 ausgebildet, doch liegt keine Beschränkung der Erfindungen der Ansprüche 1 bis 4 darauf vor, und innerhalb des Umfangs der Lehren der vorliegenden Erfindung können selbstverständlich verschiedene elastische Elemente benutzt werden.In the embodiment, the elastic member that biases the drive shaft 14 toward the subshaft bearing 16 is formed by the shaft washer 52, but the inventions of claims 1 to 4 are not limited thereto, and of course various elastics may be used within the scope of the teachings of the present invention elements are used.

Im Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf eine Strömungsmaschine des Spiraltyps angewandt, die in einem Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage benutzt wird, doch liegt keine Beschränkung darauf vor, und die vorliegende Erfindung ist für Strömungsmaschinen des Spiraltyps wirksam, die in Kältemittelkreisläufen verschiedener Kühlvorrichtungen benutzt werden. Im Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf eine so genannte Strömungsmaschine des Spiraltyps mit einstückig gebildetem Wechselrichter angewandt, doch liegt keine Beschränkung darauf vor, und sie kann auch auf eine Strömungsmaschine des Spiraltyps ohne einstückigen Wechselrichter angewandt werden. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Ausführungsbeispiel erfolgte anhand eines Scrollkompressors, doch liegt keine Beschränkung darauf vor, und die Erfindung kann auch auf einen Expansionskompressor des Spiraltyps oder dergleichen angewandt werden, der einen Expander und einen Kompressor in einstückiger Weise aufweist.In the embodiment, the present invention is applied to, but is not limited to, a scroll type fluid machine used in a refrigerant circuit of a vehicle air conditioner, and the present invention is effective for scroll type fluid machines used in a refrigerant circuit of various refrigerators. In the embodiment, the present invention is applied to a so-called scroll type fluid machine with an integral inverter, but is not limited thereto, and can also be applied to a scroll type fluid machine without an integral inverter. The description of the present invention in the exemplary embodiment has been made on the basis of a scroll compressor, but is not limited thereto, and the invention can also be applied to a scroll type expansion compressor or the like which has an expander and a compressor in an integral manner.

11: Strömungsmaschine des SpiraltypsSpiral type fluid machine
22: ElektromotorElectric motor
33: WechselrichterInverter
44: SpiralmechanismusSpiral mechanism
66: vorderes Gehäusefront housing
77: ZentralplatteCentral plate
99: hinteres Gehäuserear housing
1414: Antriebswelledrive shaft
1515: WellenlagerhalterungShaft bearing bracket
1616: NebenwellenlagerSecondary shaft bearing
1818: Hauptwellenlagermain shaft bearing
2121: stationäre Spiralestationary spiral
2222: bewegliche Spiralemoving spiral
24, 3224, 32: Windungconvolution
23, 3123, 31: EndplatteEnd plate
3737: Ansaugabschnitt (Saugdruckbereich)Suction section (suction pressure area)
3939: GegendruckkammerCounter pressure chamber
39A39A: erste Gegendruckkammerfirst counter pressure chamber
39B39B: zweite Gegendruckkammersecond counter pressure chamber
4343: GegendruckkanalBack pressure channel
5151: vorstehender Abschnittprevious section
5252: Wellenscheibe (elastisches Element)Wave washer (elastic element)

Claims

Spiral type fluid machine [1], comprising a scroll mechanism [4] having a stationary scroll [21] and a movable scroll [22] whose respective spiral turns are opposed to each other on a respective surface of a respective end plate, a central plate [7] which movable spiral [22], a drive shaft [14] which drives the movable spiral [22], a main shaft bearing [18] which rotatably supports the drive shaft [14] inside the central plate [7], and a secondary shaft bearing [16] which, viewed from the main shaft bearing [18], rotatably supports the drive shaft [14] on the side opposite the spiral mechanism [4], the movable spiral [22] being allowed to rotate with respect to the stationary spiral [21], characterized by a Counter pressure chamber [39], which is located between a rear surface of the end plate of the movable scroll [22] and the central plate [7] is formed, the main shaft bearing [18] being designed as a plain bearing, the counter-pressure chamber [39] being arranged in a first counter-pressure chamber which, viewed from the main shaft bearing [18], is arranged on the side opposite the movable spiral [22], and a second back pressure chamber is divided, which is arranged on the side of the movable scroll [22] as viewed from the main shaft bearing [18], the first back pressure chamber and the second back pressure chamber with a radial distance between the main shaft bearing [18] and the drive shaft [14] in Are connected and an outlet side of the spiral mechanism [4] is connected to the first counter-pressure chamber.

Fluid machine [1] of the spiral type Claim 1 , characterized in that an oil separator provided on the outlet side of the spiral mechanism [4] and a counter-pressure channel [43] are provided, which connects the oil separator and the counter-pressure chamber [39] with one another, the counter-pressure channel [43] being in communication with the first counter-pressure chamber .

Fluid machine [1] of the spiral type Claim 1 or 2 , characterized in that the secondary shaft bearing [16] is designed as a rolling bearing and an elastic element is provided which biases the drive shaft [14] in the direction of the secondary shaft bearing [16].

Fluid machine [1] of the spiral type Claim 3 , characterized in that the drive shaft [14] comprises a step section which rests on a main shaft bearing-side surface of an inner ring of the secondary shaft bearing [16].

Fluid machine [1] of the spiral type Claim 3 or 4 , characterized in that the elastic element is formed from a wave washer [52] which is arranged between an element which holds the main shaft bearing [18] and the drive shaft [14].

Fluid machine [1] of the spiral type according to one of the Claims 3 until 5 , characterized by a shaft bearing bracket [15] fixed to the central plate [7] and dividing the interior of the central plate [7] into the first counter-pressure chamber and the second counter-pressure chamber and constituting the member that holds the main shaft bearing [18], and one Projection portion provided on the drive shaft [14] and projecting in the radial direction, with the elastic member disposed between the shaft bearing bracket [15] and the projection portion.